承琳 胡賢令 暢寶玉

摘?要：無錫地鐵1號(hào)線2號(hào)線電客車都采用了株洲電力機(jī)車研究所有限公司的系統(tǒng)，每列車為四動(dòng)兩拖六節(jié)車編組，配備了四臺(tái)高壓箱。高壓電器箱為地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)主電路的構(gòu)成部分，其中充電接觸器用于支撐電容器的預(yù)充電。無錫地鐵1號(hào)線2號(hào)線電客車正線運(yùn)行超過5年，充電接觸器故障時(shí)有發(fā)生，經(jīng)常影響高壓電器箱的輸出。本文從正線和架修車輛角度，對(duì)充電接觸器故障現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查分析處理，希望對(duì)相關(guān)故障處理及研究領(lǐng)域提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：地鐵;電客車;高壓電器箱;預(yù)充電接觸器

高壓電器箱從母線高速斷路器及接觸器箱和輔助高壓箱接入DC1500V直流電源，然后輸出給濾波電抗器，并與牽引逆變器的DC1500V負(fù)反饋線連接，再與地鐵列車的接地電路相連接。高壓電器箱為地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)主電路的構(gòu)成部分，實(shí)現(xiàn)牽引系統(tǒng)的電路通斷和保護(hù)功能，主要由主隔離開關(guān)、高速斷路器、差分電流傳感器、預(yù)充電接觸器、短接接觸器高壓電器組成。其中充電接觸器用于支撐電容器的預(yù)充電，無錫地鐵1號(hào)線2號(hào)線電客車正線運(yùn)行超過5年，充電接觸器故障時(shí)有發(fā)生，經(jīng)常影響高壓電器箱的輸出。本文從正線和架修車輛角度，對(duì)充電接觸器故障現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查分析處理，對(duì)充電接觸器故障進(jìn)行提前預(yù)防和修復(fù)避免。

1 預(yù)充電接觸器簡(jiǎn)介

無錫地鐵使用的預(yù)充電接觸器原產(chǎn)于MS意大利，其額定工作電壓1800V，40℃約定發(fā)熱電流60A，控制電壓110V，主觸頭1800VDC工作電壓接通能力為50A（（τ=15ms）;最大分?jǐn)嗄芰Γé?5ms），1800VDC工作電壓為60A。因其具有體積小，安裝方便，陶瓷滅弧，分?jǐn)嘟油`活穩(wěn)定等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高鐵，動(dòng)車，城軌牽引系統(tǒng)中。從圖1中可知，在主電路原理圖中，KM2即為預(yù)充電接觸器。

2 故障現(xiàn)象分析

目前無錫地鐵在5年架修時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓箱中的DCU KM2接觸器經(jīng)常發(fā)生卡分卡合現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，該款接觸器生產(chǎn)于2013年，在車輛服務(wù)時(shí)間已超5年。其主要部件為動(dòng)靜觸頭組，引弧觸頭組，線圈，滅弧罩，反力彈簧，襯套，壓敏電阻，及側(cè)板底座等。

首先對(duì)預(yù)充電接觸器故障原因進(jìn)行分析：

（1）預(yù)充電接觸器在每次的分?jǐn)嗪烷]合的過程中，在主動(dòng)靜觸頭/引弧動(dòng)靜觸頭之間均有短時(shí)電弧產(chǎn)生，長(zhǎng)時(shí)間電弧會(huì)在觸頭表面形成黑色燒蝕，導(dǎo)致觸頭間的接觸電阻增大，發(fā)熱量大幅增加。

（2）預(yù)充電接觸器為電阻線圈吸合，在長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作后會(huì)出現(xiàn)線圈阻值逐步變大，在吸合過程中，電磁鐵產(chǎn)生的吸合力變小，導(dǎo)致吸合延時(shí)或不穩(wěn)定。

（3）預(yù)充電接觸器配置兩組輔助觸點(diǎn)，為兩組常開＼＼常閉設(shè)計(jì)，輔助觸點(diǎn)的開/閉狀態(tài)反饋給牽引系統(tǒng)，使其主回路狀態(tài)可被列車控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控;由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作后，輔助觸點(diǎn)接通表面會(huì)出現(xiàn)細(xì)小凹坑或電蝕痕跡，導(dǎo)致接觸電阻增大，反饋信號(hào)檢測(cè)不到而誤報(bào)。

（4）預(yù)充電接觸器為使閉合分?jǐn)喔友杆伲渲昧艘桓戳椈?，長(zhǎng)期工作后會(huì)產(chǎn)生老化、彈力不足，使接觸器吸合/分?jǐn)嗖僮靼l(fā)生延遲和滯后，發(fā)生卡分，卡合等故障。

（5）襯套主要功能是固定主觸頭組件以及減少主觸頭組件在動(dòng)作過程中的摩擦力，是接觸器吸合/分?jǐn)囔`活準(zhǔn)確。在長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作后其表面會(huì)磨損，影響接觸器分?jǐn)嗪烷]合。

基于以上故障分析和接觸器組件的使用壽命，給出參考的必?fù)Q件偶換件清單。

3 充電接觸器的故障修理和檢測(cè)步驟

（1）檢查接觸器銘牌信息，滅弧罩，側(cè)板滅弧片，主觸點(diǎn)和各機(jī)械零件有無裂紋、破損、變形。

（2）檢查連接器、連接線絕緣層是否完好，更換上表中推薦的偶必?fù)Q件。

（3）在額定電壓Un為110V下測(cè)試線圈工作電流：I=0.113A～0.125A;線圈電阻=882Ω～975.5Ω，輔助觸點(diǎn)接點(diǎn)電阻≤100mΩ，線圈吸合電壓≤60%Un;線圈釋放電壓=10%Un～22%Un。

（4）分別在0.7Un（77V）及1.3Un（137.5V）電壓下，檢測(cè)輔助觸點(diǎn)的通斷狀態(tài)各10次。

（5）老化測(cè)試：在三個(gè)電壓下0.7Un，Un，1.3Un（77V，110V，137.5V）接觸器正常閉合/分?jǐn)喔?00次，并同時(shí)監(jiān)測(cè)輔助觸點(diǎn)常開/常閉觸點(diǎn)工作狀態(tài)。

以上3～5項(xiàng)均可以使用機(jī)車綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。其中第5項(xiàng)為老化試驗(yàn)，主要為增加接觸器的可靠性，用戶可根據(jù)情況適當(dāng)增加老化測(cè)試的次數(shù)，推薦為0.7Un，Un，1.3Un各100次，特殊情況可增至各200次通斷。

4 結(jié)語

本文主要對(duì)地鐵高壓箱中的預(yù)充電接觸器的故障的起因進(jìn)行分析，并針對(duì)充電接觸器的故障進(jìn)行修復(fù)，并利用科學(xué)的手段進(jìn)行老化測(cè)試，旨在保證接觸器的可靠性，確保地鐵車輛的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]技術(shù)設(shè)計(jì)說明書-系統(tǒng)-牽引系統(tǒng).

[2]技術(shù)設(shè)計(jì)說明書-部件-TPQ86A高壓電器箱.

[3]無錫地鐵一號(hào)線電氣原理圖.